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体育场的照明方式是如何设计的你真的知道吗?

时间:2017-09-05 19:09:57作者:李炳华 来源:炳华话电气

  一座现代化体育场馆,必须有良好的照明环境,保证视觉效果,满足观众、参赛人员和电视转播等?#21592;?#36187;的照明要求,那么,你真的知道体育场的照明方式是如何设计的吗?

  1 、四角布置

  四角布置灯具以集中形式与灯杆结合布置在比赛场地四角。直到今天许多体育场的照明设施还是四角布置,在场地四角设置四个灯杆,塔高—般为35-60m,常用窄光束灯具。这种布置型式?#35270;?#20110;无雨棚或雨棚高度较低的足球场地。这种方式照明利用率低、维护检修较困难、造价较高。

  合适的灯杆位置见下图1,最下排投光灯至场地中心与地面夹角宜不小于25°,?#28304;?#30830;定灯杆的高度,因此,灯?#21496;?#22330;地中心点的距离不同,灯杆的高度也不同,见表3;球场底线中点与场地底线向外成10°角(有电视转播成15°角)、球场边线中点与边线向外成5°角的两条相交叉点后延长线形成的三角区域内为布置灯杆的位置。通过采用各种不同光束角投光灯的投射,在场地上可形成一个适宜的照度分布。

图1 四角布灯灯杆的位置

图1 四角布灯灯杆的位置


【灯具安装高度与灯杆至场地中心点距离的关系】

d(m)

76

80

85

90

95

100

h(m)

35.4

37.3

39.6

42.0

44.3

46.6

  注:表中h为灯拍最下排投光灯至场地的垂直距离,灯杆的?#23548;?#39640;度加上灯拍最下排的高度。


  但是今天电视转播需要有更高而均匀的垂直照度,而且要求的入射在场地较远部分的光的角度?#23545;?#22320;小于规定的限额。由于采?#20040;?#22411;气体放电灯而获得的较高亮度而产生的影响,加上传统的灯塔(灯杆的一种)高度之高,使之不可避免地产生过度的眩光。

  这种四角布灯型式存在的缺点是:不同观看方向的视觉变化幅度较大,阴影较深,从彩色电视转播看,要满足各方向垂直照度,又要把眩光控制好,确实是比较困难的。如要满足 Ev/Eh 比值要求和减少眩光,对四角照明方式,有必要采取一些改进措施。

  (1)把四角位置向两侧和边线外移动,使场地对面和四个角能获得一定的垂直照度。

  (2)在电视主摄像机方向一侧的灯杆上增加投光灯数,加强光束投射。

  (3)在电视主摄像机方向一侧的看台顶上补充光带照明,要注意控制眩光,不应使场地两端的观众查觉出来。


  2 、多杆布置

  多杆布置是两侧布置的一?#20013;?#24335;,两侧布置是灯具与灯杆或建筑马道结合、?#28304;?#29366;集中或连续光带形式布置在比赛场地两侧。顾名思义,多杆布置型式是在场地两侧设置多组灯杆(或灯杆)见图2,?#35270;?#20110;足球练习场地、网球场地等。它的突出优点是用电量较省,垂直照度与水平照度之比较好。由于灯杆较低,这种布灯型式还有投?#24335;?#23569;,维护方便的优点。


图2 多杆式布置 

图2 多杆式布置

1——灯杆,2——球场,3——看台

  灯杆要均匀布置,可布置4塔、6塔或8塔,投射角大于25°,至场地边线投射角最大不超过75°。

  这种布灯一般使用中光束和宽光束投光灯,如有观众看台,瞄准点布置工作要十分细致。这种布灯的缺点是:当灯杆布置在场地和观众席之间?#20445;?#20250;遮挡观众视线,消除阴影比较困难。

  在没有电视转播的足球场,侧向布置照明装置多采用多杆式布置方式,经济性较好,见图3。通常将灯杆布置在赛场的东西两侧,一般来说,多杆布灯的灯杆高度可?#21592;人?#35282;布置的低。为了避免对守门员的视线干扰,以球门线中点为基准点,底线两侧至少10°(没有电视转播时)之内不能布置灯杆。

图3 无电视转播赛场侧向布置灯具

图3 无电视转播赛场侧向布置灯具

④-侧向四角;●-侧向六塔式;⑧-侧向八塔式

  多杆布灯的灯杆高度计算,计算用三角形与球场垂直、同时与底线平行(见图4),Φ≥25°,同时灯杆高度h≥15m。

图4 无电视转播赛场多杆布灯灯杆高度

图4 无电视转播赛场多杆布灯灯杆高度

  周圈布置灯具是多杆布置的一种特殊形式,主要用于棒球场和垒球场的照明。棒球场灯具布置最好采用6根或8根灯杆布置方式,垒球场通常采用4根或6根灯杆布置方式,也可在观众席上方的马道上安装灯具。灯杆应位于四个垒区主要视角20°以外的范围,即灯杆不应设置在图4中的阴影区。

  灯杆高度需满足灯具投射角度不大于70°的要求,根据北美标准,灯杆高度按如下要求计算:

  1)灯杆A1和A2上灯具的最小安装高度应按公式1计算。

  ha≥27.43+0.5d1 (1)

  式中,ha——A1、A2灯杆上灯具的安装高度,单位m;

  d1——A1、A2灯?#21496;?#22330;地边线的距离,单位m;

  2)灯杆B1、B2上灯具的最小安装高度应按公式2计算。

  hb≥d2/3 (2)

  式中,hb——B1、B2灯杆上灯具的安装高度,单位m;

  d2——通过B1(B2)灯杆作一条平行于边线的直线,该直线与场地中线相交,此交点与B1(B2)灯杆的水平距离为d2,单位m;

  3)灯杆C1~C4上灯具的最小安装高度应按公式3计算。

  hc≥d3/2 (3)

  式中,hc——C1~C4灯杆上灯具的安装高度,单位m;

  d3——C1~C4灯杆上的灯具最远投射距离,单位m;

  4)灯杆上的灯具最低安装高度不应小于21.3m。

图5 棒(垒)球场灯杆位置

图5 棒(垒)球场灯杆位置

  3、光带式布置

图6 光带式布置

图6 光带式布置

1——光带,2——看台,3——场地

  光带布置是两侧布置的另一?#20013;?#24335;,即把灯具成排地布置在球场两侧,形成连续光带的照明?#20302;常?#35265;参图6。光带布灯照明均匀,运动员与球场之间的亮度比较好,目前世界上公认这种布灯方式可以满足彩色电视转播、高清电视转播甚至超高清电视转播的要求。

  光带长度需超过球门线 10m 以上,对于?#20934;丁?#29305;级综合体育场,光带长度一般不小于180m,灯具的投射角不宜小于25°。有的体育场光带照明离场地边线很近(其夹角在65°以上),距离光带较近的场地一侧就不能获得足够的垂直照度,这样就要增加后排照明?#20302;场?

  国际足球联合会 FIFA 于 2011年颁布了新版的《足球场》标准,足球场照明增加了不能布置灯具区域,意在保障运动员、裁判员避免眩光的影响,具体是下列部位(见图7)不能布置灯具:

  首先,以底线中点为中心,当有电视转播时底线两侧各15°角范围内的空间;当没有电视转播时底线两侧各10°角范围内的空间。

  其次,场地中心25°仰角球门后面空间内。

  第三,以底线为基准,禁区外侧75°仰角与禁区短边向外延长线20°角围合的空间,但图7中所示区域除外。?#27604;唬?#32508;?#38386;?#20307;育场布置灯具不受此限制,但足球模式时这些限制区域不能开灯。


图7 足球场不应布置灯具区域示意图

图7 足球场不应布置灯具区域示意图


  一般光带式布置多采用几种不同光束角的投光灯组合投射,窄光束用于远投,中光束用于近投。

  光带式布置的缺点是:要求控制眩光的?#38469;?#27604;较?#32454;瘢?#29289;体实体感稍差。

  4、混合式布置

  混合式布置是把四角和两侧布置(含多杆布置、光带式布置)有机地组合在一起的布灯方法,见图8,是目前世界上大型综?#38386;?#20307;育场解决照明?#38469;?#21644;照明效果比较好的一种布灯型式。


图8 光带、灯杆混合式布置

图8 光带、灯杆混合式布置

1—灯杆;2—光带

  混合式布置具有两种布灯的优点,使实体感有所加强,四个方向的垂直照度和均匀度更趋合理,但眩光程度有所增加。此?#20445;?#22235;角往往不是独立设置,而是与建筑物结构统一起来,因而造价较省。

  四角用的投光灯多为窄光束,解决光线远投问题;光带多为中光束、窄光束,实现远、中、近投光。由于是混合布置,四角的投射角和方位布置可以适当灵活处理,光带布置的长度也可适当缩短,光带高度也可适当降低。

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  课程名称:体育照明设计

  课程导师:

李炳华

李炳华

悉地(北京)国?#24335;?#31569;设计顾问有限公司,

电气总工程师、设计副总裁;

教授级高级工程师、国家注册电气工程师、高级照明设计师;

同?#20445;?#20860;任北京市建筑工程学院客座教授、硕士研?#21487;?#23548;师;

2008年北京奥运会主体育场——鸟巢电气总设计师;

《体育照明设计手册?#20998;?#32534;。

邵文涛

邵文涛

云知光照明学?#33322;彩?

云知光?#20391;?#36873;灯?#38469;?#24635;监

云知光照明应用研究中心(LARC)主任

?#22235;?#20307;育照明设计经验

曾任 GE 照明亚太区应用工程师(驻?#24405;?#22369;)


  课程目的:

  旨在让学员通过?#20302;?#30340;课程学习,了解和掌握体育照明的基本情况、设计思路、布灯方式、?#35760;桑?#30693;悉?#38469;?#35201;点及难点,探求在现实工作中遇到该领域项目的解决方法,并结合AGI32软件进行实操巩固,实现理论知识与?#23548;?#25805;作相结合,真正做到交出一份让业主满意的设计方案。

  课程内容:

课程内容   课程?#35270;?#20154;群:

  1、照明设计师、城市规划师、建筑设计师、建筑工程师、电气工程师;

  2、工程公司方案团队及设计师;

  3、灯具企业从业人员、代理商、厂家。

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  课程地点:北京

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  ?#28304;?#24050;安装 windows ?#20302;?#30005;脑,建议?#20302;?windows7 ?#20302;?#20197;上,Windows XP不支持AGI32软件的新版本。安装AGI32软件(软件在学员报名后由云知光指导安装)。

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